A、合成蛋白质的场所是细胞质的核糖体，A错误；
B、能量转换和代谢的场所为细胞质基质、叶绿体和线粒体，B错误；
C、直接调节生物体对外界刺激发生反应的场所为神经系统，C错误；
D、细胞核是储存和复制遗传物质的场所，是细胞代谢活动的控制中心，D正确．
故选：D．